krassawa › Блог › Гильзы цилиндров. Гильза для двигателя


Мат.часть мокрые и сухие гильзы — DRIVE2

«Мокрые» гильзы. Конструкцией двигателя с водяным охлаждением предусмотрена полость в картере двигателя, так называемая «рубашка охлаждения». Гильза, соприкасающаяся свой поверхностью с охлаждающей жидкостью находящейся в «рубашке охлаждения» называется «Мокрой». «Мокрые» гильзы цилиндров обеспечивают лучший отвод тепла, но картер двигателя с такими гильзами обладает меньшей жесткостью. Большое распространение эти гильзы получили на грузовых и тракторных двигателях в силу своей высокой ремонтопригодности.Как правило, выпускаемые производителями «мокрые» гильзы не требуют перед установкой, какой либо доработки. Изношенные «мокрые» гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси. Для предотвращения прорыва газов в охлаждающую жидкость и просачивания этой жидкости в цилиндр и картер двигателя «мокрые» гильзы комплектуются уплотнительными прокладками. Внутренняя поверхность гильз тщательно обрабатывается (хонингуется)для того что бы обеспечить наличие требуемой масляной пленки для смазки поршневых колец.

Гильзы, не имеющие соприкосновения с охлаждающей жидкостью, называются «сухими» гильзами. Конструкцией некоторых двигателей предусмотрена заливка при изготовлении в блок картер гильз изготовленных из износостойкого материала, создавая тем самым оптимальные условия для работы цилиндро поршневой группы. Например, некоторые модели двигатели HONDA, Lend Rover, Volkswagen, AUDI, VOLVO и многих других производителей имеют алюминиевый блок цилиндров (для уменьшения веса силового агрегата) и залитые в него «сухие» гильзы (для увеличения ресурса и повышения ремонтопригодности).Но самое широкое распространение «сухие» гильзы получили в сфере капитального ремонта двигателя. Не «загильзованный» блок цилиндров современного двигателя имеет несколько, предусмотренных технологией, расточек с последующей установкой в него ремонтных поршней. Установка «сухих» гильз позволяет не менять блок двигателя даже после износа цилиндра расточенного в последний ремонтный размер .Производители гильз выпускают так называемые, заготовки гильз, то есть гильзы имеющие запас по длине и внешнему диаметру, которые после токарной обработки запрессовываются с натягом в блок цилиндров. Такие гильзы как правило не имеют обработки внутренней поверхности. Они растачиваются и хонингуются только после установки гильзы в блок цилиндров. Поверхность блока цилиндров под установку тоже повергается тщательной обработке: расточке и в некоторых случаях хонингованию. Гильза с упором устанавливается в блок под давлением, с натягом (в среднем 0,03-0,04 мм), для гильз, не имеющих упора натяг больше. Наружная поверхность «сухих» ремонтных гильз, как правило, подвергается шлифовке, для увеличения плотности прилегания к блоку цилиндров.Гильзы могут фиксироваться при установке верхним буртом, нижним буртом или вообще могут устанавливаться без упора.Некоторые японские производители, например ISUZU, изготавливают двигатели с тонкостенными стальными гильзами, имеющими покрытие из пористого хрома железом. Такие гильзы не подвергаются механической обработке и устанавливаются в блок цилиндров без натяга, с небольшим усилием и удерживаются в блоке за счет прижатия широкого бурта гильзы головкой блока. Блок картер с сухими гильзами имеет повышенную жесткость по сравнению с блоком, с установленными «мокрыми» гильзами.

Нравится 7 Поделиться: Подписаться на автора

www.drive2.ru

Гильзы цилиндров — DRIVE2

Создание максимально легкого и мощного двигателя — первоочередная задача для инженеров всех автомобильных компаний, которую они с тем или иным успехом пытаются решить уже более ста лет. Настоящей революцией стало появление двигателей, полностью сделанных из алюминия. Однако применение этого материала поставило перед разработчиками новую задачу — как создать в алюминиевом блоке прочные цилиндры? Самым удачным решением стало применение гильз, активно применявшихся при создании двигателей для мотоциклов, у которых нет общего блока цилиндров.Виды гильз и требования, которые к ним предъявляютсяГильза должна быть очень прочной и тугоплавкой, ведь в случае с алюминиевым блоком он играет лишь роль корпуса, в котором она держится. Противостоять теплу, давлению и износу ей приходится самостоятельно. Поэтому гильзы должны обладать высокой износостойкостью, высокой антикоррозийной устойчивостью, жаростойкостью и прочностью. В зависимости от конструкции двигателя гильзы делятся на «мокрые» и «сухие». суть этого термина напрямую связана с особенностями системы водяного охлаждения двигателя."Мокрые" гильзы получили наибольшее распространение, так как отлично решают задачу отвода тепла«Мокрые» гильзы«Мокрыми» называются гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью, циркулирующей в системе каналов, пронизывающих толщу блока цилиндров. Эта система называемой «водяной рубашкой» и служит для равномерного отвода тепла от блока цилиндров. В районе установки гильз охлаждающая жидкость "выходит на поверхность", чтобы напрямую омывать стенки гильзы. Поэтому такой тип гильз и называется мокрым. Блок цилиндров с «мокрыми» гильзами обеспечивает лучший отвод тепла, поэтому «мокрые» гильзы получили очень широкое распространение. Они применяются на легковых автомобилях Volvo, Renault, ГАЗ-24, Москвич и других.Уплотнение между гильзой и блоком достигается путем установки медной прокладки между отлитым буртом гильзы и плоскостью блокаРемонт двигателей, оснащенных «мокрыми» гильзами, крайне прост — в блок устанавливается новые пары гильза-поршень, не требующие доработки. Для капремонта даже нет необходимости снимать двигатель, и он может быть выполнен даже в полевых условиях.«Сухие» гильзы«Сухие» гильзы запрессованы в тело цилиндра и не имеют прямого контакта с охлаждающей жидкостью. Некоторые производители предпочитают делать алюминиевые блоки с не сменными гильзами методом литья. В этом случае гильзы укрепляются в форме для отливки, которая позже заполняется расплавленным алюминием. Созданные таким образом блоки цилиндров по жесткости от обычных чугунных не отличаются. При необходимости ремонта гильзы растачиваются и хонингуются, как обычные цилиндры. Такую технологию используют для производства двигателей Volkswagen, Land Rover, Honda, Audi, Volvo и ряда других."Сухие" гильзы хуже отводят тепло, но их применение позволяет придать блоку цилиндров монолитную жесткостьПрименение гильз снимает ограничение с количества капремонтов, которые способен выдержать блок. Теоретически этом можно делать неограниченное количество раз, хотя на деле это никому не нужно, так как кузов автомобиля, к сожалению, не вечен. Так, для обычного блока без гильз допустимо не более 3-4 предусмотренных изготовителем калибров ремонтных поршней. Это ограничивает количество возможных ремонтов. Когда же выполнен последний ремонт и цилиндр больше не подлежит расточке, то «выручают» гильзы, запрессовка которых вновь поднимает ресурс блока на несколько ремонтов.Установка гильзы в цилиндрВнутренняя поверхность цилиндра растачивается и тщательно шлифуется перед запрессовкой, такой же обработке подвергают и наружную поверхность гильзы для плотности посадки в цилиндр. Затем гильзы, имеющие, как правило, упорную кромку в верхней части, запрессовываются в расточенный цилиндр с натягом 0.03-0.04 мм.«Мокрые» гильзы полностью "готовы к употреблению". После запрессовки в блок цилиндров внутреннюю поверхность обрабатывать не нужно, на ней уже есть хон. Сухие гильзы, как правило, нужно растачивать после установки.Гильзы растачивают и хонингуют строго под определенную группу поршней. Каждый поршень замеряется, и по его замерам идет расточка гильзы. После такой подгонки поршень маркируется по цилиндру и не подлежит установке в другие цилиндры. Кстати, при капремонте гильзованного двигателя рекомендуется покупать так называемые "ПОНы", подобранные в заводских условиях комплекты из гильз, цилиндров и пальцев.Как исключение можно упомянуть японскую компанию Isuzu, выпускающую двигатели, где в блоке установлены стальные тонкостенные гильзы с покрытием из пористого хрома, не требующие механической обработки.В двигателях Isuzu гильзы устанавливаются в блок без натяга и удерживаются в теле за счет прижима притянутой болтами установленной поверх головки блока цилиндров.Гильзы в двигателях с воздушным охлаждениемДля двигателей воздушного охлаждения гильзы цилиндров выполнены по образу мотоциклетных, с ребрами охлаждения. Так как цилиндры должны охлаждаться потоком воздуха, из них нельзя сформировать блок и они устанавливаются на двигатель в виде отдельных деталей.Гильзы крепятся к картеру (через медные прокладки) посредством невысоких шпилек через специальный опорный фланец или же посредством анкерных шпилек, проходящих сквозь всю головку цилиндров. Головка устанавливается на эти шпильки и затягивается в обычном порядке, прижимая тем самым цилиндры к картеру и обеспечивая герметизацию.Мотоциклетные двигатели с воздушным охлаждением и стали "донором", давшим миру автомобильные гильзованные двигателиДля двигателей с воздушным охлаждением гильзы цилиндров изготавливаются либо из одного вида металла (монометаллические), либо из двух металлов (биметаллические).Монометаллические цилиндры воздушного охлаждения выполняют в основном из чугуна, иногда из стали или из легких сплавов.Биметаллические цилиндры также выполнены из чугуна или стали, а поверх корпуса отлиты алюминиевые ребра.Недостатки блоков с гильзами воздушного охлажденияДвигатели с гильзами воздушного охлаждения очень восприимчивы к температурному режиму и при перегреве «страдают» отпусканием резьбы шпилек крепления цилиндров в алюминиевом блоке. Это ведет к вытягиванию шпильки и разрушению резьбы, что ослабляет затяжку гильзы и вызывает разгерметизацию и потерю компрессии. Попытка подтяжки соединения заканчивается полным выходом посадочной резьбы шпильки из тела картера и последующим ремонтом. Иными словами, допускать перегрева алюминиевого двигателя не стоит ни при каких обстоятельствах.

www.drive2.ru

Гильза цилиндра для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа (варианты)

Гильза цилиндра для ДВС дизельного типа имеет, по меньшей мере, первую и вторую группы открытых внутрь выемок, которые выполнены в форме удлиненных канавок, последние расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы. Выемки в группах расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности, при этом выемки в различных группах взаимно разделены в продольном направлении гильзы и размещены на постоянном уровне в направлении по окружности гильзы. Согласно другому варианту выполнения, по меньшей мере, одна канавка проходит по всей внутренней поверхности гильзы и имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец. Канавки имеют глубину в радиальном направлении гильзы больше половины их высоты в продольном направлении гильзы и расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности. Гильза цилиндра позволяет во время работы предотвращать возникновение схватываний между поршневыми кольцами и той областью ходовой поверхности, где контактное давление между кольцами и этой поверхностью особенно высоко. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 6 ил.

,

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к гильзе цилиндра для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа. Для гильз цилиндров известной проблемой является то, что иногда в неблагоприятных ситуациях между поршневыми кольцами и ходовой поверхностью гильзы могут возникать схватывания. Оказалось, что такие схватывания носят случайный характер, то есть они могут возникать как во время обкатки новой гильзы, так и во время обычной работы. Предполагается, что схватывания этого типа возникают в верхней части гильзы цилиндра, где поршневые кольца и ходовая поверхность подвергаются наиболее сильной нагрузке. Во время такта сжатия при работе поршня выше него происходит нарастание давления, причем продувочный воздух, поданный из турбокомпрессора, сжимается от первоначального давления, например между 0,3 и 0,4 МПа (4 бар), до значительно более высокого давления при верхнем положении поршня, например 10-15 МПа (100-150 бар). Во время первой части такта сжатия давление нарастает медленно, и наиболее сильного повышения давления не происходит до тех пор, пока поршень не достигнет своего верхнего положения. Вблизи верхнего положения поршня открываются топливные клапана, топливо впрыскивается в цилиндр и зажигается, вследствие чего давление в цилиндре во время сгорания повышается до максимального, характеризующего сгорание уровня, который может составлять, например, от 16 до 20 МПа (160-200 бар), и в то же время температура в верхней части цилиндра повышается до более 500oС. Во время сгорания сильное повышение давления в камере сгорания выше головки поршня приводит к тому, что газ сгорания проникает в кольцевые пространства между канавками поршневых колец и поршневыми кольцами, где давление воздействует на обратную сторону колец и выдавливает их по направлению к ходовой поверхности гильзы. Высокая температура во время сгорания также приводит к понижению вязкости пленки смазывающего масла на ходовой поверхности, в результате чего масляная пленка легче разрывается. Риск разрыва масляной пленки далее увеличивается из-за относительно медленного движения поршня вблизи его верхнего положения. При этом скорость скольжения поршневых колец относительно ходовой поверхности, которая необходима для сохранения масляной пленки на ходовой поверхности, является очень низкой. Во время такта расширения поршень проталкивается вниз и наиболее сильное понижение давления происходит в первой половине такта расширения, после чего давление понижается относительно медленно и лишь перед тем, как поршень проходит каналы для подачи продувочного воздуха, давление может в типичном случае понизиться приблизительно до давления продувочного воздуха. Воздействие давления в верхней области цилиндра, таким образом, является очень сильным по сравнению с его воздействием в остальной части цилиндра. Верхняя область гильзы, следовательно, во всех отношениях представляет собой часть ходовой поверхности, которая подвержена наиболее сильным нагрузкам. Для предотвращения распространения схватываний, которые происходят в нижней части гильзы, в другие и более обширные области ранее предпринимались различные действия. Например, DK 170430 описывает гильзу цилиндра с двумя кольцевыми выемками в форме канавок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра и расположены соответственно непосредственно выше и непосредственно ниже каналов продувочного воздуха. Выемки собирают часть смазывающего масла, которое во время такта расширения поршневыми кольцами выталкивается вниз, и предотвращают распространение схватываний, которые порождаются и распространяются в области ниже каналов продувочного воздуха касающейся гильзы цилиндра юбкой поршня, в область выше канавок. В JP-A 62-32207 описана гильза цилиндра с впускными отверстиями для подачи смазывающего масла в верхней части гильзы и с расположенным по окружности зигзагообразным масляным резервуаром в форме выемки, организованным в нижней трети гильзы чуть выше каналов продувочного воздуха. Выемка открыта только в направлении внутрь гильзы и служит для улучшения распределения смазывающего масла, причем масло собирается и сохраняется в выемке при проходе поршня мимо выемки во время его движения вниз, и впоследствии высвобождается снова для поршневых колец. Благодаря зигзагообразной форме выемки масло распределяется по кольцам, когда поршень движется вверх мимо масляного резервуара после того, как он миновал свое нижнее положение ниже каналов продувочного воздуха. Выемка, таким образом, сохраняет смазывающее масло, которое в ином случае потерялось бы в этих каналах. В JP-A 60-259750 описана гильза цилиндра, снабженная масляными резервуарами в форме круглых отверстий в ходовой поверхности. Во время работы масляные резервуары собирают смазывающее масло, которое выносится вверх поршневыми кольцами от отверстий впрыска масла в нижней части гильзы. Масло, сохраненное в резервуарах, впоследствии подается к ходовой поверхности для улучшения смазки контактной зоны между поршневыми кольцами и ходовой поверхностью. В FR-A 1133041 описана гильза цилиндра, снабженная множеством маленьких маслозадерживающих полостей или пустот в ходовой поверхности, расположенных предпочтительно по всей ее высоте, с целью снижения до минимума области контакта и, следовательно, трения между поршневыми кольцами и ходовой поверхностью. Известно, что схватывания могут происходить из-за локального разрыва масляной пленки, в результате чего поршневые кольца могут вступить в прямой контакт с ходовой поверхностью и, таким образом, инициировать схватывание. Также известно, что схватывания вызывают локальный перегрев, который при последующей проверке можно заменить как повреждение материалов гильзы и поршневых колец из-за нагрева. До сих пор предполагалось, что образование схватываний обусловлено истиранием поверхностей из-за недостатка смазки, которое при продолжении работы приводит к вредному выделению тепла, вызывая образование на материалах цветов побежалости, что является характеристикой схватывания. Известна гильза цилиндра для ДВС дизельного типа, имеющая ходовую поверхность в форме цилиндрической внутренней поверхности, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла, по меньшей мере, первую и вторую группу выемок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра, выполнены в форме удлиненных канавок и расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, при этом выемки, относящиеся к разным группам, взаимно разделены друг относительно друга в продольном направлении гильзы (ЕР 0299174, кл. F 01 М 1/08, опубл. 1989). Однако в известной конструкции возможны схватывания между поршневыми кольцами и областью ходовой поверхности, где контактное давление между кольцами и этой поверхностью высоко. Задачей настоящего изобретения является создание такой гильзы цилиндра, для которой во время работы предотвращалось бы возникновение схватываний между поршневыми кольцами и той областью ходовой поверхности, где контактное давление между кольцами и этой поверхностью особенно высоко. Поставленная задача решается тем, что в гильзе цилиндра для ДВС дизельного типа, имеющей ходовую поверхность в форме внутренней поверхности, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла, по меньшей мере, первую и вторую группу выемок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра, выполнены в форме удлиненных канавок и расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, при этом выемки, относящиеся к разным группам, взаимно разделены друг относительно друга в продольном направлении гильзы, выемки в группах размещены в верхних 15% длины ходовой поверхности, а канавки расположены друг относительно друга в направлении по окружности таким образом, что любая линия на ходовой поверхности, параллельная оси гильзы, пересекается, по меньшей мере, одной из канавок. Верх ходовой поверхности находится в продольном направлении гильзы там, где расположена верхняя мертвая точка верхнего поршневого кольца, и ходовая поверхность простирается вниз до нижней мертвой точки самого нижнего поршневого кольца. Длина ходовой поверхности, таким образом, больше хода поршня приблизительно на высоту блока колец. Расположение канавок близко к верху ходовой поверхности в области с наиболее сильной нагрузкой фактически ликвидирует поддерживающую область и создает прерывистую поддержку колец, которая должна была бы привести к усилению воздействия на кольца и увеличенному риску схватывания, но вопреки этому износ колец и гильзы снижается, так как канавки влияют на процесс первоначального образования схватываний. По-видимому, до сих пор общее понимание основного механизма образования схватываний было неправильным, так как оно предполагало равномерный постепенный процесс, который в течение некоторого периода времени приводил к схватываниям. Схватывание вызывается внезапным, очень локальным перегревом, обусловленным сильным трением между поршневым кольцом и ходовой поверхностью, приводящим к краткому, систематическому свариванию поршневого кольца и ходовой поверхности. Сваривание происходит во время такта расширения под действием высокого давления сгорания, выталкивающего поршневое кольцо наружу через масляную пленку на ходовой поверхности. Так как давление сгорания также вызывает чрезвычайно сильный толчок вниз, воздействующий и на поршень, и на поршневое кольцо, поршневое кольцо снова подвергается воздействию, непосредственно срезаясь с одновременным срезанием материала ходовой поверхности, которая становится шероховатой. Срезание вызывает дальнейшее выделение тепла, таким образом, вызывая следующее сваривание. При последующем прохождении поршневых колец локальное схватывание может быть либо сглажено, либо может распространиться на большей области ходовой поверхности. Размещение на ходовой поверхности даже очень узкой канавки поперек направления движения поршневых колец влияет на фактическое первоначальное образование схватываний в области вокруг канавки. Необходимой предпосылкой для возникновения сваривания является повышенный уровень температуры. Если поршневое кольцо разрывает масляную пленку, из-за увеличенного трения между кольцом и ходовой поверхностью будет вырабатываться тепло. В момент, когда кольцо проходит канавку в ходовой поверхности, нагрев на короткое время заменяется охлаждением и, так как материалы как поршневого кольца, так и гильзы имеют относительно низкие средние температуры, тепло непрерывно отводится от нагретой точки на поршневом кольце. Кроме противодействия возникновению схватываний канавки, предлагаемые настоящим изобретением, имеют следующее по существу известное преимущество, которое состоит в том, что они служат пассивными масляными резервуарами и предотвращают распространение возникших схватываний. Не обязательно располагать канавки на ходовой поверхности в том месте, где поршневые кольца выталкиваются сильнее всего по направлению к этой поверхности, и где также характеристики температуры и смазывающего масла, как описано выше, являются критическими. Так как канавки удаляют некоторую часть поддерживающей области, существует риск, что кольцо может деформироваться в своей канавке в поршне при прохождении канавки, так как оно, будучи относительно тонким и упругим, подвергается сильной нагрузке. Если кольцо деформируется, оно может повредиться от удара о кромку канавки. Такая деформация поршневых колец и их результирующий износ могут быть предотвращены согласно настоящему изобретению образованием канавок, расположенных прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, и размещением их с взаимным разделением в продольном направлении гильзы. Когда поршневое кольцо проходит некоторые из этих канавок, оно поддерживается оставшейся ходовой поверхностью между канавками. Подобная организация прерывистых канавок, когда любая линия на ходовой поверхности, параллельная оси гильзы цилиндра, пересекается, по меньшей мере, одной из канавок, гарантирует, что любая точка на периферии поршневых колец будет проходить одну или несколько охлаждающих канавок в каждом тракте поршня. Канавки в группах могут быть ориентированы в направлении по окружности гильзы, что делает возможным преимущественно простое изготовление гильзы. Канавки на ходовой поверхности могут, например, быть изготовлены при помощи процессов резания или шлифования. Канавки в группе предпочтительно размещены на одном уровне в продольном направлении гильзы, что еще более упрощает изготовление, так как требуется меньшее количество позиционирований при механической обработке. Далее предпочтительно канавки в каждой группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы максимум 80% и предпочтительно максимум 60% от окружности ходовой поверхности. Если канавки в группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы более чем 80% от окружности ходовой поверхности, необходимо, чтобы поршневые кольца имели нецелесообразно высокую жесткость для предотвращения излишней деформации их в своих канавках. Если канавки в группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы максимум 60% от окружности ходовой поверхности, это обеспечит удовлетворительную поддержку поршневых колец, и в то же время всего лишь две группы канавок будут способны покрыть всю окружность ходовой поверхности. Особенно благоприятный баланс между необходимостью предотвратить схватывания и необходимостью минимизировать деформацию поршневых колец при проходе канавок может быть получен, если каждая группа включает, по меньшей мере, пять и предпочтительно восемь канавок. При пяти и предпочтительно восьми канавках в каждой группе расстояние между областями поддержки поршневых колец в направлении по окружности является небольшим. Далее канавки в каждой группе могут быть равномерно распределены вдоль окружности ходовой поверхности, упрощая таким образом изготовление гильзы и сводя до минимума длину проходящих через канавки частей поршневых колец. Ходовая поверхность предназначена для использования ее поршневыми кольцами поршня, при этом кольца имеют заранее определенную минимальную высоту, а канавки в группах имеют высоту, которая меньше упомянутой минимальной высоты поршневых колец и предпочтительно составляет максимум 75% от этой минимальной высоты, то есть канавки имеют соответственно высоту в интервале от 1 до 3 мм. Если высота канавок больше минимальной высоты поршневых колец, они будут прерывать плотное прилегание к ходовой поверхности, по меньшей мере, одного из колец при его проходе через канавки. Так как канавки расположены в области с максимальным давлением во время как сжатия, так и расширения, прерывание будет оказывать негативное влияние на эффективность двигателя. Если высота канавок составляет максимум 75% от минимальной высоты поршневых колец, это будет эффективной гарантией от нарушения герметичности и улучшит поддержку поршневых колец. Высота канавки от 1 до 3 мм будет эффективно препятствовать образованию схватываний и в то же время сохранять хорошую поддержку поршневых колец в типичном случае при высоте колец более 10 мм. Канавки, принадлежащие к разным группам, могут располагаться в продольном направлении гильзы на расстоянии, по меньшей мере, 35 мм друг от друга. В этом случае предотвращается взаимное влияние концентраций напряжений в областях вокруг кромок канавок, относящихся к различным группам. Канавки имеют глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе. Масляный тракт расположен ниже канавок. Из указанного выше источника известна гильза цилиндра для ДВС дизельного типа, где гильза имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность, которая может образовывать ходовую поверхность для поршневых колец поршня, имеющих заранее определенную минимальную высоту, и где гильза имеет, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла и, по меньшей мере, одну канавку, которая открыта только по направлению внутрь цилиндра. Согласно второму варианту выполнения задача достигается тем, что в гильзе цилиндра для ДВС дизельного типа, причем гильза имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, которая может образовывать ходовую поверхность для поршневых колец поршня, имеющих заранее определенную минимальную высоту, а также гильза имеет, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла и, по меньшей мере, одну канавку, которая открыта только по направлению внутрь цилиндра, по меньшей мере, одна канавка проходит вокруг всей внутренней поверхности гильзы и имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец, а канавки имеют глубину в радиальном направлении гильзы больше половины их высоты в продольном направлении гильзы и расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности. Деформация поршневых колец в своих канавках с результирующим износом колец предотвращается в данном варианте тем, что, по меньшей мере, одна канавка имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец. Поршневое кольцо, таким образом, всегда поддерживается ходовой поверхностью на площади, соответствующей, по меньшей мере, 70% высоты поршневого кольца и может соответственно проходить канавку без нецелесообразной деформации его в своей канавке. Как упомянуто выше, канавки противодействуют возникновению схватываний. Приемлемый срок службы гильзы может быть достигнут при использовании канавок, имеющих глубину в радиальном направлении гильзы больше половины их высоты в продольном направлении гильзы. Если, например, минимальная высота поршневых колец составляет 6 мм, а ходовая поверхность во время нормальной плавной работы изнашивается на приблизительно 0,02 мм за 1000 часов работы, то в этом случае канавки будут иметь глубину 0,6 мм и не будут полностью изнашиваться в течение приблизительно 3, 4 лет непрерывной работы. Обычно морские двигатели разрабатываются на приблизительно два года непрерывной работы между проверками их работоспособности, в данной перспективе указанная глубина канавок рассматривается как подходящий нижний предел. Каждая канавка может проходить по всей окружности ходовой поверхности на постоянном уровне в продольном направлении гильзы. Таким образом, как описано выше, предотвращается прерывание канавками плотного прилегания поршневых колец. Далее могут быть изготовлены, по меньшей мере, три канавки. Так как канавки согласно данному варианту настоящего изобретения являются относительно узкими, может быть выгодным расположение трех или более канавок близко друг к другу для улучшения предотвращения схватываний. В верхних 10% длины ходовой поверхности расстояние между канавками может быть меньше восьмикратной высоты канавок. При таком относительно близком расположении в верхней части ходовой поверхности можно в значительной степени предотвратить образование схватываний в области ходовой поверхности с наибольшей нагрузкой. Каждая канавка может простираться вверх и вниз между границами цилиндрической секции ходовой поверхности, при этом высота этой секции меньше, чем минимальная высота поршневых колец. В этом случае предотвращается прерывание канавками плотного прилегания поршневых колец и в то же время при той же площади канавок область поддержки поршневых колец увеличивается. В обоих описанных выше вариантах настоящего изобретения канавки могут соответственно иметь глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе, чтобы гарантировать долгий срок службы гильзы без необходимости повторного изготовления канавок на ходовой поверхности путем механической обработки. Масляный тракт может быть расположен ниже канавок для предотвращения воздействия на подачу масла высоких давлений, возникающих в верхней части гильзы. Изобретение поясняется чертежами. Фиг. 1 представляет собой вид сбоку гильзы цилиндра с частичным продольным разрезом, на котором поршень показан без разреза в его верхней мертвой точке. Фиг.2 представляет собой развертку верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности. Фиг. 3 представляет собой развертку, аналогичную развертке на фиг.2, верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности согласно второму варианту изобретения. Фиг.4 представляет собой развертку верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности в форме отверстий. Фиг. 5 представляет собой развертку, аналогичную развертке на фиг.2, верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности согласно третьему варианту изобретения. Фиг.6 представляет собой увеличенное поперечное сечение канавки на ходовой поверхности гильзы цилиндра с показанными одновременно поршневым кольцом и поршнем. Гильза цилиндра для большого двухтактного двигателя показана на фиг.1. В зависимости от размера двигателя гильза цилиндра может быть изготовлена различных размеров с диаметром расточки в типичном случае в интервале от 250 до 1000 мм и соответствующими длинами в типичном случае в интервале от 100 до 420 см. Гильза 1 обычно изготавливается из литого чугуна и может быть цельной или составной из нескольких секций, которые собираются одна на другую. В случае составной гильзы также возможно изготовить верхнюю секцию из стали, покрытой подходящим рабочим слоем. Двигатели с шатуном вышеупомянутого типа могут иметь высокоэффективные степени сжатия, например 1:16-1:20, которые обуславливают высокие нагрузки на поршневые кольца. Гильза 1 может быть смонтирована в двигателе (не показан) известным способом, путем установки кольцевой нижней поверхности 2 на верхнюю плоскость коробчатой рамы или блока цилиндров двигателя, после чего поршень 3 устанавливается в гильзу цилиндра, а крышка цилиндра 4 размещается сверху гильзы по ее кольцевой верхней поверхности 5 и прикрепляется к верхней плоскости посредством болтов крышки (не показаны). Гильза 1 имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, которая образует ходовую поверхность 6 для поршневых колец 7 на поршне 3. В нижней части гильзы цилиндра расположен кольцевой ряд каналов 8 продувочного воздуха. Поршень 3 может двигаться в продольном направлении гильзы между верхней мертвой точкой (ВМТ), в которой верхняя поверхность 9 поршня размещается в отверстии в крышке цилиндра 4, и нижней мертвой точкой (НМТ), в которой верхняя поверхность поршня находится чуть ниже нижней границы каналов 8 продувочного воздуха. Ходовая поверхность 6 простирается от верхней границы 10, расположенной чуть выше ВМТ верхнего поршневого кольца, до нижней границы 11, расположенной чуть ниже НМТ нижнего поршневого кольца. Волнообразный тракт 12 смазывающего масла может быть расположен на внутренней поверхности гильзы ниже верхней трети ходовой поверхности, смазывающее масло на этот тракт подается через впускные отверстия 13 для смазки ходовой поверхности 6 на внутренней поверхности гильзы. В области, помеченной буквой "а", которая составляет верхние 15% длины ходовой поверхности, на ходовой поверхности 6 расположено некоторое количество канавок, которые открыты только по направлению внутрь гильзы цилиндра. На фиг. 6 показана часть ходовой поверхности 6 и поршня 3 (увеличено). Поршень 3 имеет канавку 16, в которой известным способом расположено поршневое кольцо 7. Канавка 16 по высоте больше поршневого кольца 7 и во время сгорания газы распространяются сверху через зазор 17 в кольцевое пространство 18, имеющееся между дном канавки 16 и цилиндрической внутренней поверхностью поршневого кольца. Из-за высокого давления газа сгорания упругое поршневое кольцо 7 выталкивается в направлении, показанном стрелкой, к ходовой поверхности 6, которая покрыта пленкой 19 смазывающего масла, в результате чего поршневое кольцо 7 создает уплотнение между поршнем 3 и ходовой поверхностью 6. Ходовая поверхность 6 снабжена канавкой 14, которая в данном примере представляет собой канавку с острыми кромками, но может также иметь скругленные кромки 20 в месте ее сопряжения с ходовой поверхностью 6. Когда поршень перемещается вверх и вниз, смазывающее масло соскабливается в канавку 14. Высота канавки 14 значительно меньше высоты поршневого кольца 7 и соответственно при проходе канавки 14 поршневое кольцо хорошо поддерживается ходовой поверхностью 6. По второму варианту изобретения (не показан) высота канавки 14 меньше высоты поршневого кольца 7, чтобы сделать возможной некоторую утечку газа через одно или несколько поршневых колец 7. Если точка 22 на внешней поверхности поршневого кольца 7 перегревается, она охлаждается при прохождении канавок 14. Если вопреки ожиданиям между точкой 22 на поршневом кольце 7 и ходовой поверхностью 6 происходит сваривание, его распространение можно предотвратить при прохождении этой точкой канавки 14 и любая более серьезная шероховатость может быть сглажена посредством одной из кромок 20 канавки. На фиг. 2 изображена развертка верхней части гильзы цилиндра, на которой для показанного варианта изобретения область "а" (см. фиг.1) имеет две группы канавок 14 на ходовой поверхности 6. Каждая группа образует ряд канавок 14, расположенных вдоль линии, перпендикулярной продольной оси гильзы, и размещенных с интервалами 21. Интервалы 21 образуют поддерживающую поверхность, на которую опираются поршневые кольца 7, когда они перемещаются вверх или вниз через данный ряд канавок, таким образом, что кольца 7 не деформируются в канавках колец. Ряды канавок 14 расположены на разных уровнях друг относительно друга в продольном направлении гильзы, и канавки в верхнем ряду слегка перекрывают канавки в нижнем ряду в направлении по окружности гильзы таким образом, что любая линия на ходовой поверхности, параллельная продольной оси гильзы, пересекает одну или несколько канавок 14. Канавки равномерно распределены по окружности и имеют одинаковую длину. Для гильзы цилиндра 1 с диаметром, например, 700 см каждая группа может соответственно включать 11 канавок, каждая длиной 125 мм, высотой 2-3 мм и глубиной 2-3 мм. Если используются только две группы, верхний ряд канавок может быть расположен на расстоянии приблизительно от 100 до 200 мм от верхней границы 10 ходовой поверхности, а нижний ряд канавок может быть расположен на приблизительно 50 мм ниже верхнего ряда. Большее количество групп улучшает эффект предотвращения схватываний, но при этом соответственно увеличивается стоимость изготовления гильзы. На фиг. 3 показан другой вариант гильзы цилиндра, согласно которому на ходовой поверхности 6 на разных уровнях друг относительно друга в продольном направлении гильзы расположены три группы канавок 14 и 15. Верхняя и нижняя группы состоят из ряда отдельных канавок 14, расположенных вдоль линии, перпендикулярной продольной оси гильзы. Группа в середине состоит из ряда канавок, наклоненных поочередно вверх и вниз. Канавки слегка перекрываются в направлении по окружности таким образом, что любая линия на ходовой поверхности, параллельная продольному направлению гильзы, пересекает одну или несколько канавок 14, 15. На фиг. 4 изображена гильза цилиндра 1 с круглыми выемками в форме равномерно распределенных отверстий 23. Согласно настоящему изобретению выражение "группа канавок" должно пониматься в широком смысле. Группа канавок может включать выемки, расположенные на различных позициях в продольном направлении гильзы. На фиг.5 изображен другой вариант настоящего изобретения, в котором пять узких кольцевых канавок 24 проходят непрерывно по всей окружности ходовой поверхности и расположены в непосредственной близости одна от другой. Высота канавок составляет максимум 30% от минимальной высоты поршневых колец, в значительной степени соответствуя фиг.6. Эти узкие канавки позволяют поршневому кольцу проходить канавку без такой деформации, которая привела бы к удару кромки кольца о кромку канавки. Не выходя за пределы области изобретения, можно организовать канавки с различной конфигурацией, например расположенные волнообразно, под прямым или иным углом, также возможно объединить различные варианты. Например, прерывистые канавки могут быть расположены ближе друг к другу в направлении окружности гильзы, если они имеют малую высоту. Размещение канавок в верхней области ходовой поверхности, подвергающейся наиболее сильному воздействию, оказывает разрушительное влияние на механизм возникновения схватываний. Если в верхней области схватываний не возникает, поршневые кольца практически не способны вызывать схватывания, так как воздействие на кольцо уменьшается в направлении вниз по ходовой поверхности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Гильза цилиндра (1) для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа, имеющая ходовую поверхность в форме внутренней поверхности (6), по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт (12) с внешней подачей (13) смазывающего масла, по меньшей мере, первую и вторую группы выемок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра, выполнены в форме удлиненных канавок (14, 15) и расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, при этом выемки, относящиеся к разным группам, взаимно разделены относительно друг друга в продольном направлении гильзы (1), отличающаяся тем, что выемки в группах размещены в верхних 15% длины ходовой поверхности (6), а канавки расположены относительно друг друга в направлении по окружности таким образом, что любая линия на ходовой поверхности (6), параллельная оси гильзы цилиндра, пересекается, по меньшей мере, одной из канавок (14, 15). 2. Гильза цилиндра по п. 1, отличающаяся тем, что канавки (14) в группах ориентированы в направлении по окружности гильзы. 3. Гильза цилиндра по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что канавки (14, 15) в группе расположены на одном уровне в продольном направлении гильзы (1). 4. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что канавки (14, 15) в каждой группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы (1) максимум 80% и предпочтительно максимум 60% от окружности ходовой поверхности (6). 5. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что каждая группа включает, по меньшей мере, пять и предпочтительно, по меньшей мере, восемь канавок (14, 15). 6. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что канавки (14, 15) в каждой группе равномерно распределены по окружности ходовой поверхности (6). 7. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что ходовая поверхность (6) предназначена для использования ее поршневыми кольцами (7) поршня (3), причем поршневые кольца (7) имеют заранее определенную минимальную высоту, а канавки (14, 15) в группах имеют высоту, которая меньше упомянутой минимальной высоты поршневых колец (7) и предпочтительно составляет максимум 75% от этой минимальной высоты, то есть канавки имеют соответственно высоту в интервале от 1 до 3 мм. 8. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что канавки (14, 15), принадлежащие к различным группам, расположены друг от друга на расстоянии, по меньшей мере, 35 мм в продольном направлении гильзы (1). 9. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что канавки (14, 15, 24) имеют глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе (1). 10. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что масляный тракт (12) расположен ниже канавок (14, 15, 24). 11. Гильза цилиндра (1) для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа, где гильза (1) имеет внутреннюю поверхность, которая может образовывать ходовую поверхность (6) для поршневых колец (7) поршня (3), имеющих заранее определенную минимальную высоту, и где гильза также имеет, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт (12) с внешней подачей (13) смазывающего масла и, по меньшей мере, одну канавку (24), которая открыта только по направлению внутрь цилиндра, отличающаяся тем, что по меньшей мере, одна канавка (24) проходит во всей внутренней поверхности (6) гильзы (1) и имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец (7), а канавки (24) имеют глубину в радиальном направлении гильзы (1) больше половины их высоты в продольном направлении гильзы (1) и расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности (6). 12. Гильза цилиндра по п. 11, отличающаяся тем, что каждая канавка (24) проходит по окружности ходовой поверхности (6) на постоянном уровне в продольном направлении гильзы (1). 13. Гильза цилиндра по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что она включает, по меньшей мере, три канавки (24). 14. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11-13, отличающаяся тем, что в верхних 10% длины ходовой поверхности (6) расстояние между канавками (24) меньше восьмикратной высоты канавки. 15. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11, 13 и 14, отличающаяся тем, что каждая канавка (24) простирается вверх и вниз между границами цилиндрической секции ходовой поверхности (6), при этом высота этой секции меньше минимальной высоты поршневых колец (7). 16. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11-15, отличающаяся тем, что канавки (14, 15, 24) имеют глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе (1). 17. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11-15, отличающаяся тем, что масляный тракт (12) расположен ниже канавок (14, 15, 24).

bankpatentov.ru